2. Spoiwa mineralne(1).

Klasyfikacja ogólna - spoiwo bud (ciało chemiczne aktywne, które po sproszkowaniu i wymieszaniu z wodą wiążą i twardnieją), najczęściej są pochodzenia mineralnego, wyjątek to żywice syntetyczne. Podział w zależności od surowca: 1. spoiwa wapienne (wapień + glina). 2. spoiwa gipsowe (kamień gipsowy CaSO₄ * 2H₂O). 3. Spoiwa mieszane (gipsowo - żużlowe). Podział ze względu na zachowanie w środowisku wodnym - 1. spoiwa powietrzne (po zarobieniu z wodą wiążą na powietrzu, nie mogą one wiązać pod wodą, a nawet po związaniu nie s a odporne na działanie wody).

2. spoiwa hydrauliczne (mogą wiązać na powietrzu jak i pod wodą, a po związaniu są odporne na działanie wody. Niektóre ze spoiw hydr np. wapno hydrauliczne mogą twardnieć pod wodą dopiero po paru dniach przebywania na powietrzu, cementy wiążą od razu pod wodą).

Spoiwa wapienne Wapno budowlane: a) wapno palone - otrzymuje się przez wypalenie skał z węglanem wapniowym CaCO₃ np. wapienie, kreda. Skały te zaw różne domieszki i bardziej czyste są wapienie tym lepsze uzyskuje się z nich wapno. Temp wypalania 950-1100^oC (reakcja CaCO₃ CaO + CO₂ - reakcja endotermiczna). Jest ciałem porowatym bezpostaciowym, bezzapachowym. O barwie zależne od domieszek. Gatunki w zależności od zawartości (wymagania techniczne) CaO i MgO - ekstra, 01, 02, 03. stosowane do zapraw wapiennych, murarskich i tynkowych, lekkie betony komórkowe. b)wapno gaszone - wapno palone + woda tzw. hydratacja (reakcja CaO +H₂O Ca(OH)₂ -reakcja egzotermiczna). c) wapno hydratyzowane - gaszenie wapna palonego w kawałkach na sucho daje w wyniku proszek tzw. hydratyzowane czyli sucho - gaszone. Gaszenie wykonuje się przez dodanie do wapna 50-60% wody, w stosunku do masy wapna (tyle wody aby wapno rozpadło się w suchy proszek). Gęstość obj = 0,4-0,5 t/m³. rozróżniamy 2 gatunki: 01,02. Stosujemy: do przygotowywania suchych mieszanin do tynków, do zapraw murarskich i tynkarskich,. Twardnienie wapna gaszonego: karbonatyzacja lub tworzenie się krzemianów wapnia. Oznaczenie elementarnych cech w świetle norm: Badanie składu ziarnowego, czasu i temp gaszenia i zmianę objętości, wytrzym przeprowadza się na beleczkach normowych (4x4x16cm) wykonanych z zaprawy wapiennej 1do3 o konsystencji 7, wg normowego stożka pomiarowego.

Spoiwa gipsowe wolno i szybkowiążące. Gips bud: Jest to siarczan wapniowy, występuje w naturze w 2 postaciach: kamień gipsowy, anhydryt. Kamień gips wypala się w temp 150-190^oC. Podział gipsu na grubomielony GB-G i drobnomielony GB-D, ze względu na wytrz na ściskanie gatunek 6 i8, (bada się: wytrzymałość na ściskanie i zginanie, od siewy na sicie, czas wiązania). Zastosowanie: miejsca zabezpieczone przed działaniem wody i wilgoci, do tynków wew, do szczegółów architektonicznych, do wyrobu płyt, pustaków, napraw rys w tynkach. Gips wolnowiążący - 1.temp wypału 210 i wyżej, słabnie wytrzy gipsu po związaniu ma budowę ziarnistą. 2. temp wypału 225 gips bardzo wolno wiążący, niska wytrzymałość. 3. temp 317 otrzymujemy tzw gips martwo palny. 4. temp 350-750 nierozpuszczalny anhydryt, z wodą wiąże powoli albo wcale Domieszki opóźniające wiązania: np. opóźniacz z kazeiny, kleju kostnego, sierść bydlęca. Gipsy szybkowiążące - podgrzewanie gipsu półwodnego od 107-200 następuje dehydratacja i tworzenie gipsu bezwodnego, po ostudzeniu ma większą zdolność łączenia się z woda niż gips półwodny, czas wiązania początek po około 3 min, koniec po oko 12min, silnie się nagrzewa.

Cementy powszechnego użytku Podstawowymi surowcami do wyrobu cementu portlandzkiego są wapień glina lub margle, ilość poszczególnych składników może się zmieniać ale wzajemny stosunek musi być stały i =modułowi hydraulicznemu (określa stosunek zaw skłądników zasadowych do skł hydraulicznych wzór
.

Klasyfikacja: rozróżniamy 3 rodzaje 1. CEM I (cement portlandzki którego głównym składnikiem jest klinkier), 2. CEM II (cement portlandzki mieszany główny składnik klinkier i żużel wielkopiecowy, zaliczamy cement portlandzki: żużlowy, krzemionkowy, pucolanowy, popiołowy, wapienny, żużlowo-popiołowy), 3. CEM III (cement hutniczy),4. CEM IV (cement pucolanowy). W zależności od wytrz na ściskanie klasy: 32,5 , 42,5 , 52,5. Surowce do produkcji cementów: klinkier, żużel wielkopiec, pył krzemionkowy, pucolana, popiół lotny, wapień. Charakterystyczne moduły . Moduły służą do dobierania składów cementów: - moduł hydrauliczny (
jeżeli jest <4,5 są to spoiwa hydrauliczne), - moduł zasadowości (
), - moduł krzemianowy (
, obniżenie tego modułu powoduje wzrost szybkości wiązania).

2. Spoiwa mineralne (2)

Skład chemiczny (tlenkowy) i mineralogiczny

1. Tlenkowy (CaO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, SO₃, Na₂O+K₂O). 2. Mineralogiczny (są to składniki cementu w postaci związków chemicznych tworzących minerały np. alit, belit, celit, żelazoglinian 4 wapniowy). Oba składy wpływają na szybkość procesu wiązania i twardnienia cementu, szybkość i ilość wydzielanego ciepła podczas hydratacji, wytrzymałość na ściskanie, odporność na agresywne środowiska, odkształcalność i trwałość.

Przeznaczenie i stosowanie W zależności od rodzaju cementu są różne zastosowania: CEM I (wszelkie konstrukcje betonowe i żelbetonowe bez względu na porę roku i warunki dojrzewania), CEM II (wysokowartościowy, betony i konstrukcje w środowiskach podwyższonej agresywności chemicznej, komórkowy, zaprawy murarskie i tynkarski), CEM III (betony o większej odporności na wysokie temp i kwasy wodne do betonów naparzanych), CEM IV.

Cementy specjalne Cementy specjalne stosowane w szczególnych przypadkach wynikających z warunków wykonawczych, eksploatacyjnych betonów. Przykładowe rodzaje a) oparte na klinkierze portlandzkim: biały, kolorowy, hydrofobizowane, bituminizowany, plastyfikowany, mostowy, drogowy, bezgipswy. b) oparty na klinkierze glinowym: cement glinowy, glinowy żaroodporny. c) bezklinkierowe: pucalonowo - wapienny, żużlowo wapienno gipsowy. Ze względu na ilość składników (CaO, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃) dzielimy na: 1. normalnie wiążący, 2. szybko-twardniejący, 3. o obniżonym cieple hydratacji, 4. o podwyższonej odporności siarczanowej, 5. odporny na siarczany. Przeznaczenie i stosowanie, charakterystyczne parametry np. cement szybko-twardniejący (szybki proces twardnienia, duża miałkość, duże wydzielanie ciepła przy wiązaniu, szybki wzrost wytrz na ściskanie, chroni stal przed korodowaniem, stosowany w wypadkach szybkiego uzyskania wytrzymałości przez beton), - cement do budowy mostów (stosowany do budowy betonu odpornego na cykliczne zamrażanie, drganie, ścieranie. Wykazuje się małym skurczem i odpornością na działanie środowiska siarczanowego, - cement biały i kolorowy (stosowany do tych samych konstrukcji co portlandzki, w miejscach o zaprojektowanym zabarwieniu np. wyprawy tynkarskie. Cement biały z surowców bez tlenków żelaza. Cement kolorowy zabarwienie i wypalenie klinkieru lub barwienie cementu białego.

Oznaczenie elementarnych cech technicznych dla spoiw 1.Oznaczenie stopnia rozdrobnienia: - przez pomiar pow właściwej wg Bleina, polega na zmierzeniu czasu przepływu określonej objętości powietrza przez odważoną ilość spłaszczonego spoiwa lub metodą analizy sitowej tzn. przesiew próbki analitycznej przez zestaw sit. 2. Czas wiązania - dokonuje się za pomocą przyrządu Vicat'a. W celu oznaczenia czasu wiązania o właściwej konsystencji walec zastępuje się igłą Vicat'a . Jako początek wiązania przyjmuje się czas po upływie którego igła opuszczona do zaczynu zatrzyma się w odległości 2-4mm nad pow płytki szklanej, jako koniec wiązania przyjmuje się czas po którym igła zanurzy się nie więcej niż 1mm. 3. Rozmiękalność - stosunek interesującej nas wielkości charakteryzującej materiał w stopniu max nasycenia wodą do tej samej wielkości określonej po wysuszeniu do stałej masy, jeżeli jest mniejsza od 0,8 materiał nie nadaje się do stosowania w warunkach wysokiej wilgotności. 4. Badanie wytrzymałości na zginanie i ściskanie (np. określenie klasy cementu lub odmiany gipsu).

---